甲烷能够产生的温室效应远大于二氧化碳，将甲烷转化为高附加值化学品甲醇引起了极大的关注。但甲烷是极其稳定的分子，而产物甲醇则相对来说更加活泼，甲烷直接氧化制甲醇困难重重。
回答下列问题：
（1）目前工业上的甲烷转化大多需要先通过重整生成合成气（CO、H2）再转化为甲醇，涉及的反应如下：
反应Ⅰ：2CH4（g）+O2（g）⇌2CO（g）+4H2（g）ΔH1=-71.2kJ⋅mol-1
反应Ⅱ：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH2=-90.7kJ⋅mol-1
甲烷直接氧化制甲醇的热化学方程式为 2CH4（g）+O2（g）⇌2CH3OH（g）ΔH=-252.6kJ⋅mol-12CH4（g）+O2（g）⇌2CH3OH（g）ΔH=-252.6kJ⋅mol-1，该反应在 低温低温（填“高温”、“低温”或“任意温度”）条件下自发。
（2）T℃下，向1L容器中充入CH4和O2各2mol,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时CH4转化率为80%，体系中有0.4molCO。
①CH3OH的产率为 60%60%，为提高产率可以采取的措施有 增大O2的浓度（适当降低温度，及时移去甲醇等）增大O2的浓度（适当降低温度，及时移去甲醇等）（任答一条即可）。
②若平衡时体系压强为P，该温度下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp2=75P275P2（用含有p的代数式表示，Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。
（3）北京化工大学某课题组提出了利用光解水过程中形成的活性氧物种活化甲烷直接制甲醇的策略。
①下列说法正确的是 ADAD（填字母序号）。
A．水在光阳极上发生氧化反应生成H2O2
B．H2O2生成⋅OH自由基是化学反应
C．CH4分压越大，单位时间催化剂吸附的CH4越多，生成CH3OH速率越慢
D．反应过程中共有四种元素化合价发生改变
②该光反应的总方程式为 CH4+H2O 光 催化剂CH3OH+H2CH4+H2O 光 催化剂CH3OH+H2。
75
P
2
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P
2
光
催化剂
光
催化剂
【答案】2CH4（g）+O2（g）⇌2CH3OH（g）ΔH=-252.6kJ⋅mol-1；低温；60%；增大O2的浓度（适当降低温度，及时移去甲醇等）；；AD；CH4+H2O CH3OH+H2
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催化剂
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：15引用：3难度：0.6
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1．氢气最早于16世纪被人工制取出来，氢气是一种清洁能源。
（1）利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知：H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ•mol-1。
（2）T1℃时，向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4，只发生反应2CH4（g）⇌C2H4（g）+2H2（g），达到平衡时，测得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的转化率为；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c（CH4）=2c（C2H4），则0～25s内v（C2H4）=mol•L-1•s-1。
（3）CH4分解时几种气体的平衡分压（pPa）的对数值lgp与温度的关系如图所示。
①T℃时，向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只发生反应2CH4（g）⇌C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此时的平衡常数Kp=（用平衡分压代替浓度进行计算）Pa2。
②若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是（填标号）。
A.减小C2H2的浓度
B.升高温度
C.增大压强
D.加入合适的催化剂
（4）工业上，以KNH2和液氨为电解质，以石墨为电极，电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为，一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为。发布：2025/1/4 8:0:1组卷：9引用：3难度：0.5 -
2．反应 4A（g）+5B（g）⇌4C（g）+6D（g）在 5L 的密闭容器中进行，半分钟后，C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是（ ）
发布：2024/12/30 19:30:2组卷：67引用：6难度：0.6 -
3．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反应速率为0.1mol/（L•min）．求：
（1）此时A的浓度c（A）=mol/L，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反应速率v（B）=mol/（L•min）；
（3）x的值为．发布：2024/12/30 19:0:1组卷：163引用：26难度：0.3
